试析中国风电发展现状及有关技术服务

试析中国风电发展现状及有关技术服务

张鹏飞

北京国电电力新能源技术有限公司内蒙古分公司 内蒙古 呼和浩特 010090

摘要：我国主要的能源是风电发力，随着风电的不断发展，对我国能源供应和环境保护非常重要。本文通过分析我国风电发展情况，并针对2003年发改委提出的关于特许权项目进行介绍，在根据风电发展现有技术进行分析时，重点从风资源、选址、电力系统等角度切入，为促进我国风电良好发展提供参考。

关键词：风电发展；风电技术；激励政策；服务标准

引言：随着我国社会经济的快速发展，在我国社会全面进步下我国能源供应也得到了国内外的广泛关注。我国从2002年以来，煤、电、油、供应需求明显紧张，其中电力短缺局面已经维持了近20年。由此可见能源不足问题目前已经成为了影响我国经济发展的主要因素。

1. 中国风电发展现状分析

1.1风电发展总体情况

风力发电是指把风的动能转变成机械动能，再把机械动能转化为电力动能。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，以此促使发电机发电。同时，在风力发电中，无需使用燃料，也不会产生辐射或空气污染，所以利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。根据对我国风电发展总体情况进行调查后发现，我国自1986年以来建成的风电40个场所中对国产风电机组制造了约1087台，其海上风电机组吊装容量高达720MW，除去已经拆除和不能运行的机组后，其2003年我国实际装了风电机组约1018台，总装机容量高达548mw^[1]。该数据占据世界风电总装机量的百分之1.4。例如，在我国华北地区中，其风电发展较快，也占据全国风电总装机容量的百分之七十一点四，在已建的40个风电场所中，其装机容量排名前三的城市为新疆、广东与内蒙古地区，它们的装机容量占据我国风电总装机容量的百分之三十二点一。例如，截至目前在内蒙古辉腾风电场，现场参建人员364人，主吊12台，辅吊35台，风机累计吊装57台（其中整套吊装完成44台，机舱吊装完成13台）。风机电装完成31台，19台风机已成功并网；东苏30万千瓦风电项目于2020年10月全面开工建设，是锡林郭勒盟东苏旗137.5万千瓦风电特高压外送项目之一，建成投运后年上网电量可达8.4亿千瓦时^[2]。

1.2关于激励政策以及特许权项目

在我国2003年开始，启动了关于可再生能源的立法工作，在该项工作进展中主要是按照双加工程以及乘风计划，确保我国风电机组的制造水平得以提高。在法律法规以及当地强制性或指令性的政策发布后，也出现了很多补贴以及价格优惠、税收减免等相应的经济激励政策，这些政策促进我国技术人员不断加大力度研发风电设备，不断促进我国今后的风电建设项目。在目前2021年，我国能源局透露称，未来3-5年后风电补贴将取消，旨在解决弃风限电问题。今年以来，在国家大力整治下，弃风限电明显好转，上半年弃风电量同比减少91亿千瓦时。弃风限电问题得到解决，加上风电平价上网示范项目逐步落地，意味着风电行业发展正日趋成熟，更有利于小型分布式风电的推广，小型分布式风电有望借机兴盛。最后，在特许权项目中，其该项目是为了促进风电场规模化为实行的项目。该项目对于风电场规模化发展以及商业化经营都有一定的帮助。例如，在特许权项目中，可通过内部竞争机制不断提高风力发电经济性，不断增设风电实际装机容量^[3]。

1.3我国风电目前发展主要措施与情况

21世纪经济下半年以来，风电产业在资本市场迎来爆发，加之双碳目标下多地产业规划政策的加持，风电产业的热度不断提升。按照各地的规划目标，以及与国外产业发展现状的对比，在我国“十四五”期间将成为整个风电产业飞速发展的机遇期，产业的重心也将转移到海上风电方面。同时，中央补贴的退出也为各路厂商带来了新的压力。但作为双碳目标下新能源产业发展的重要组成部分，风电产业在下半年受到越来越高的关注度。11月1日，广西海上风电规划正式获得国家能源局批复，标志全区海上风电由规划阶段进入建设实施阶段。据了解，国家能源局先期批复广西海上风电规划装机容量750万千瓦，其中广西管辖海域内的4个场址共180万千瓦，要求力争在2025年前全部建成并网。根据国信证券统计，上述省份“十四五”期间预预计新增装机规模将超过48吉瓦。GWEC预计，未来十年，全球将累计新增超过235吉瓦的海上风电装机，使得全球风电累计装机容量在2030年达到270吉瓦。最后，伴随抢装潮退与平价时代的到来，风电产业链被平价上网倒进行降本，进入类似于光伏行业的 “产业正循环”，也即，降本、刺激需求放量、供给端竞争加剧导致进一步降本的循环圈。 在此过程中，整机环节有望出现产业链话语权的边际提升。2020 年风电抢装潮期间，下游运营商装机需求超预期释放，风机整机环节供不应求，龙头企业产能增幅有限

^[4]。

2、中国风电发展所需要的技术服务支持

2.1风资源测量与评估技术

在风资源测量与评估技术中应结合风电场选址进行。例如，在风电场建成后，其实际的发电量一般在每年平均系数0.21-0.24之间，但有些风电场的单机年平均容量系数仅在0.16-0.18之间。但由于个别地区受到了电量或水电-风电互补的情况，这些情况严重影响了发电量，并结合选址问题致使风电资源较差^[5]。在风电领域中，其技术服务主要涉及到风电机组的研发与制造中，如在风资源评估技术中，应确保准确的风速评估技术发挥重要的作用，应利用含风电电力系统机组组合应针对不同时间尺度调度计划，充分考虑风速预测误差的时变特性。如，因风电机组是气动、机械、电气高度耦合的高阶非线性系统，在复杂电网与电网主动支撑工况下应针对风电机组桨叶角度进行调整。而在友好型风电机组的关键技术出现后，可对风电机组自身机械进行调整，即在主动支撑电网时不对机组产生额外载荷，影响机组的疲劳寿命，具备复杂电网与电网主动支撑工况下的载荷优化功能。其基于能量预测的风电机组虚拟惯量自适应控制方法的技术。不同于其他机组，风电机组虚拟惯量通过控制实现，其控制参数灵活可控，且直接影响系统频率响应的惯量及阻尼特性。

2.2风电场微观选址

在风电场微观选址中，主要是按照各台风电机组的位置进行选址，在结合风资源情况时，应重点考虑到选址的地形以及其地表粗糙度等，在不影响周围障碍物时，应重点考虑到尾流效益以及流量的影响。与此同时，在土地利用率以及其安装运输条件下，因确保借助好信息技术来完成分析工作。同时，还应确保一定的经验与技巧，应针对发电量机组进行分析，以此确保微观选址发挥良好的性能^[6]。

2.3风电接入电力系统

目前，我国很多风电场接入的电网基本都达不到风电厂的额定出力，并且会直接引起风电机组停机，这些不良的状况制约我国风电场发展，也限制了风电机组的实际发电量，最终严重影响风电场投资者的经济效益。针对上述问题。应利用好陆上风电电力系统，如陆上风电，是基于风机使用寿命约20年的假设，“十四五”期间，退役和改造需求来自：2000年之前的340MW以及“十五”期间新增的920MW全部退役；服役超过15年的机组按1.5MW以下全部改造、1.5MW 组按1/3比例改造；“十二五”期间并网机组将在“十四五”末服役接近15年，按1.5MW以下机组改造1/10、1.5MW机组改造1/20测算。

结束语：综上所述，随着我国风电行业的快速发展，在目前应建立好激励政策，并重点解决，如风资源的测量与评估、风电场微观选址等基本问题，确保我国风电行业发展良好。

参考文献：

[1]路春辉. 中国风电技术现状及发展趋势[J]. 建筑工程技术与设计,2017(11):1395-1395.

[2]罗茵. 技术革新降低海上风电成本中国海上风电高品质发展的路径[J]. 海洋与渔业,2019(7):46-48.

[3]蒋鹏程. 中国风电发展现状及有关技术服务[J]. 百科论坛电子杂志,2021(22):1953-1954.

[4]管丽娟. 海上风电技术发展前景可期——访中国电科院新能源研究中心副主任秦世耀[J]. 海洋与渔业,2018(5):84-86.

[5]许国东,叶杭冶,解鸿斌. 风电机组技术现状及发展方向[J]. 中国工程科学,2018,20(3):44-50. 

[6]邹璐. 风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景研究[J]. 无线互联科技,2019,16(17):130-131.